Kiel funkcias DC-Generatoro?
Kiel funkcias DC-generilo?
Difino de DC-generilo
DC-generilo estas aparato, kiu konvertas mekanikan energion en rekta elektra energio uzante la principon de elektromagnetika indukto.
Leĝo de Faradeo
Ĉi tiu leĝo statas, ke kiam konduktoro moviĝas en magnetaj kampo, ĝi tranĉas magnetajn liniojn de forto, kio induktas elektromagnetan forton (EMF) en la konduktoro.
La grandeco de la induktita EMF dependas de la rapido de ŝanĝo de la magnetfluo kun la konduktoro. Ĉi tiu EMF kaŭzos fluon de elektra koranto, se la cirkvito de la konduktoro estas fermita.
La du plej esencaj partoj de generilo estas:
La magnetkampo
Konduktoroj, kiuj moviĝas ene de tiu magnetkampo.
Nun, kiam ni komprenas la bazojn, ni povas diskuti la funkcioprincon de DC-generilo. Vi povas trovi utilan lerni ankaŭ pri la tipoj de DC-generiloj.
Unuobla Ciklo Operacio
En unuobla ciklo DC-generilo, la rotacio de la ciklo en magnetkampo induktas EMF, kaj la direkto de la koranto estas determinata per la regulo de la dekstra mano de Fleming.
En la supra figuro, unuobla ciklo de konduktoro de rektangula formo estas metita inter du kontraŭaj polusoj de magneto.
Konsideru la rektangulan ciklon de konduktoro ABCD, kiu turniĝas ene de la magnetkampo ĉirkaŭ sia akso ab.
Kiam la ciklo turniĝas de sia vertikala pozicio al sia horizontala pozicio, ĝi tranĉas la fluliniolinojn de la kampo. Kiel dum ĉi tiu movado du flankoj, nome AB kaj CD de la ciklo tranĉas la fluliniojn, estos induktita EMF en ambaŭ flankoj (AB kaj BC) de la ciklo.
Kiam la ciklo fermiĝas, estos cirkulado de koranto tra la ciklo. La direkto de la koranto povas esti determinata per la regulo de la dekstra mano de Fleming.
Ĉi tiu regulo diras, ke se vi etendi la polmon, indicilon kaj mezglavon de via dekstra mano perpendikule al unu la alian, tiam la polmo indikos la direkton de la movado de la konduktoro, la indicilo indikos la direkton de la magnetkampo, nome N – poluso al S – poluso, kaj la mezglavo indikos la direkton de la fluo de la koranto tra la konduktoro.
Nun, se ni aplikas ĉi tiun regulon de la dekstra mano, ni vidos, ke en ĉi tiu horizontala pozicio de la ciklo, la koranto fluos de punkto A al B kaj sur la alia flanko de la ciklo, la koranto fluos de punkto C al D.
Nun, se ni lasas la ciklon plu moviĝi, ĝi revenos denove al sia vertikala pozicio, sed nun la supro de la ciklo estos CD, kaj la subo estos AB (juste kontraŭe de la antaŭa vertikala pozicio).
En ĉi tiu pozicio, la tanĝanta movado de la flankoj de la ciklo estas paralela al la flulinioj de la kampo. Tial ne estos demando pri flutranĉo, kaj sekve ne estos koranto en la ciklo.
Se la ciklo turniĝas plu, ĝi venas denove en horizontalan pozicion. Sed nun, la flanko AB de la ciklo venas antaŭ la N-poluso, kaj CD venas antaŭ la S-poluso, nome kontraŭe al la antaŭa horizontala pozicio kiel montrite en la figuro apud.
Ĉi tie la tanĝanta movado de la flanko de la ciklo estas perpendikulara al la flulinioj; do la rapido de la flutranĉo estas maksimuma ĉi tie, kaj laŭ la regulo de la dekstra mano de Fleming, en ĉi tiu pozicio la koranto fluos de B al A kaj sur la alia flanko de D al C.
Nun, se la ciklo daŭre turniĝas ĉirkaŭ sia akso. Ĉiu fojo kiam la flanko AB venas antaŭ la S-poluso, la koranto fluos de A al B. Denove, kiam ĝi venas antaŭ la N-poluso, la koranto fluos de B al A.
Simile, ĉiu fojo kiam la flanko CD venas antaŭ la S-poluso, la koranto fluos de C al D. Kiam la flanko CD venas antaŭ la N-poluso, la koranto fluos de D al C.
Se ni observas ĉi tiun fenomenon malsame, ni povas konkludi, ke ĉiu flanko de la ciklo, kiam ĝi venas antaŭ la N-poluso, la koranto fluos tra tiu flanko en la sama direkto, nome malenire al la referencplano.
Simile, ĉiu flanko de la ciklo, kiam ĝi venas antaŭ la S-poluso, la koranto tra ĝi flui en la sama direkto, nome supren el la referencplano. El ĉi tio ni venos al la temo de la princo de DC-generilo.
Nun la ciklo estas malfermigita kaj konektita kun divida ringo kiel montrite en la suba figuro. Dividaj ringoj, faritaj el konduktora cilindro, estas tranĉitaj en du duonojn aŭ segmentojn izolitaj unu de la alia.
Ni konektas la eksterajn lastanĉargajn terminalojn kun du karbonaj broŝoj, kiuj kuŝas sur ĉi tiuj dividaj segmentoj de glitringoj.
Kommutatoro kaj Broŝoj
Dividaj ringoj (kommutatoroj) kaj karbonaj broŝoj certigas, ke la koranto restas unudirekta per inversigo de konektoj dum la ciklo turniĝas.
Pozicio de Broŝoj
La broŝoj estas poziciigitaj tiel, ke la EMF estas nula, kiam la spiro estas perpendikulara al la magnetkampo, permesante glatan fluon de koranto.
Princo de Funkciado de DC-generilo
Ni povas vidi, ke en la unua duono de la revolucio, la koranto ĉiam flui laŭ ABLMCD, nome broŝo numero 1 kontaktas kun segmento a.En la sekva duona revolucio, en la figuro, la direkto de la induktita koranto en la spiro estas inversigita. Sed samtempe la pozicioj de segmentoj a kaj b estas ankaŭ inversigitaj, rezultigante, ke broŝo numero 1 venas en kontakton kun segmento b.
Tial, la koranto en la lastanĉarga rezisto denove flui de L al M. La onda formo de la koranto tra la lastanĉarga cirkvito estas kiel montrite en la figuro. Ĉi tiu koranto estas unudirekta.
La supraj enhavoj estas la baza princo de funkciado de DC-generilo, klarigita per modelo de unuobla cikla generilo.
La pozicioj de la broŝoj de la DC-generilo estas tiel, ke la ŝanĝo de la segmentoj a kaj b de unu broŝo al alia okazas, kiam la ebeno de la turnanta spiro estas je ortangulo al la ebeno de la linioj de forto. En ĉi tiu pozicio, la induktita EMF en la spiro estas nula.
